Основные разделы и направления развития современной электроники



Скачать 326.49 Kb.
Pdf просмотр
страница3/3
Дата13.02.2017
Размер326.49 Kb.
Просмотров819
Скачиваний0
1   2   3
Macintosh — любимый сорт яблок одного из создателей компьютера, весьма популярный в США, название которого согласуется и с названием корпорации.
Рис. 1.12. IBM PC 5150,
12 августа 1981 года.

27
Первый Mac 128K был построен на
32–битном микропроцессоре
Motorola 68000 с частотой 8 MГц и был оснащен монохромным 9–дюймовым монитором с разрешением 512х342 и встроенным 3,5'' дисководом на 400
Килобайт. Главной же сенсационной новинкой, произведшей настоящую революцию в компьютерной отрасли, была Mac OS — операционная система с графическим интерфейсом.
По удобству в использовании она далеко опережала своих конкурентов, пользователи PC управляли компьютером в то время с помощью командной строки. Операционная система Apple позволила исключить ручной ввод текстовых команд и использовать для управления привычную сейчас мышь и иконки на экране. Кроме того, благодаря графическому интерфейсу тексты на экране отображались в том же виде, в котором они позже выводились на печать. Все эти нововведения на самом деле были разработаны в фирме Xerox PARC, а Джобс их позаимствовал и оперативно внедрил. Аналогичные удобства на платформе PC появились лишь с выходом Windows 3.0 в
1990 году.
В сентябре этого же года Apple начинает продавать компьютеры
Macintosh по цене 2495 долларов и вскоре линия компьютеров
Macintosh захватила треть мирового рынка персональных компьютеров.
В это время на рынке микропроцессоров зарождается конкуренция. Компания Motorola начинает в какой-то мере теснить
Intel. Кроме того, на этот рынок постепенно выходят и другие компании, такие как AMD, Sun, DEC и HP. Наиболее интересной в этом списке, конечно, является компания AMD, которая до сих пор является главным конкурентом Intel. Интересно, что на первых порах она занималась простым клонированием разработок Intel. Только в
Xerox PARC (Xerox Palo Alto Research Center) — научно-исследовательский центр, фирмы Xerox, в котором разработаны многие технологии, ставшие стандартом в компьютерном мире. Однако ориентация в первую очередь на рынок копировальной техники привела к тому, что эти разработки принесли успех другим фирмам, прежде всего Apple, Microsoft и Adobe.
Рис. 1.13. Первый Macintosh ,
24 января 1984 года.

28 90-е годы AMD, наконец, приступила к разработке своих собственных процессоров.
Начиная с 80-х годов, Intel закрывает различные второстепенные разработки, чтобы полностью сосредоточится на производстве микропроцессоров. Далее наступят золотые времена 286-х, затем 386- х, и, в конце концов, 486-х компьютеров, снабженных процессорами
Intel. Но даже после всех этих успехов Intel по-прежнему оставалась компанией, известной лишь узкому кругу ИТ–специалистов, а не большинству обычных пользователей. Ситуация изменилась после того, как корпорация всерьез занялась рекламной кампанией. Сегодня
Intel является одной из крупнейших компаний в компьютерной отрасли. Большая часть компьютеров снабжена процессорами Intel.
Почти все инновации в этой области исходит именно от компании
Intel. Популярный MacBook Air от Apple появился на свет только потому, что Intel смогла подготовить процессор под его миниатюрный формат.
1.8. Закон Мура
Еще в начале 1965 года, примерно за три с половиной года до создания корпорации «Intel», Гордон Мур, занимавший в ту пору должность директора отдела разработок компании
Fairchild
Semiconductors, написал внутренний доклад «Будущее интегральной электроники» с графиком, соединяющим 5 точек и связывающим число компонентов ИС и их минимальную цену для периода 1959–
1964 с предсказанием развития на следующие 10 лет. В докладе отмечалось, что появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно одинаковые периоды (18–24 месяца) после предшественников, при этом количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое. Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально. Чуть позже отредактированная версия появилась в виде статьи в журнале Electronics
[]
19 апреля 1965 года.
В то время микроэлектроника пребывала в зачаточном состоянии. Чипов тогда производилось совсем мало, в самой сложной
«Cramming more components onto integrated circuits» (Объединение большего количества компонентов в интегральных схемах)

29 микросхеме компании Fairchild было всего 64 транзистора, о каких- либо достоверных статистических данных в этой отрасли не приходилось и говорить. Тем не менее, Мур дал прогноз развития микроэлектроники, получивший в 1980 году название закона Мура, согласно которому количество транзисторов на чипе ежегодно будет удваиваться, причем процессоры будут становиться все более дешевыми и быстродействующими, а их производство — все более массовым.
В 1975 году на ежегодной встрече Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) Мур (уже как президент и исполнительный директор Intel) указал, что увеличение диаметра пластин, а также совершенствование технологии и схемотехники позволило продолжиться прогнозу. Впрочем, Мур скорректировал свою закономерность до удвоения каждые 2 года, добавив в последние данные не только микросхемы памяти, но и гораздо более сложные по структуре микропроцессоры. Еще раз публично проверяя свое предсказание в 1995 году, Мур сделал вывод, что «оно не скоро остановится».
Этот закон иллюстрируется на рис. 1.14, начиная с самых первых интегральных схем.
Institute of Electrical and Electronics Engineers — международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике.
По словам Мура, если бы автомобильная промышленность развивалась такими же темпами, как микроэлектроника, то сейчас «Мерседес» объезжал бы земной шар на одном галлоне бензина, а потом было бы дешевле выкинуть машину, чем заплатить за парковку.

30 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
10 5
10 6
10 7
10 8
10 9
10 10
m ic ro
S
p ar c
I
m ic ro
S
p ar c
II
S
p ar c
6 4
I
I
U
lt ra
S
p ar c
II
U
lt ra
S
p ar c
II
I
S
p ar c
6 4
v
U
lt ra
S
p ar c
S
p ar c
6 4
S
p ar c
T
3
--
4004 8080 8085 8086 286 386 486
pentium pentium II
Celeron
Atom
Intel Xeon L
Atom D4
Intel Core i7
A
M
D
k
6
A
M
D
k
6
-2
A
th lo n
X
P
A
th lo n
6 4
A
th lo n
6 4
X
2
A
M
D
P
he n
o m
A
M
D
P
h en o
m
I
I
B
u ld o
ze r
Число транзисторов
Рис. 1.14. Закон Мура: рост числа транзисторов в интегральных схемах по годам у различных производителей.
-Intel,
-AMD,
- SPARC
Для корпорации Intel он стал (и остается до сих пор) руководящим принципом развития всей отрасли. В девяностые годы прошлого века и другие производители микропроцессоров были вынуждены начать периодический переход на новые технологические нормы для того, чтобы не проиграть в конкурентной борьбе. На рис
1.14 приведены для примера данные о некоторых процессорах, производимых корпорацией
AMD, а также рядом фирм, использующих архитектуру SPARC.
SPARC (Scalable Processor ARChitecture — масштабируемая архитектура процессора)
— архитектура микропроцессоров с сокращенным набором команд, разработанная в
1985 году компанией Sun Microsystems. Эта архитектура является открытой и освоена различными производителями - Texas Instruments, Fujitsu, российской МЦСТ и др.

31
В соответствии с предсказанием Мура непрерывно снижается и стоимость одного транзистора в микросхеме, которая за 30 лет уменьшилась на 6 порядков. Сейчас производство одного транзистора в микросхемах памяти обходится в 1–2 микроцента США, а в более сложных по структуре микропроцессорах — в несколько сотен микроцентов. И это несмотря на то, что стоимость строительства современной микроэлектронной фабрики удваивается каждые три года. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти емкостью 1 Кбит, составляла $4 миллиона, а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6–микрометровой технологии c 5,5 миллионами транзисторов обошлось в $2 миллиарда. Стоимость же
Fab32, завода по производству процессоров на базе 45–нм техпроцесса, составила $3 миллиарда, а для 22–нм топологической нормы приближается к 10 миллиардам.
Растут и затраты на НИОКР. Для перехода на проектный уровень 32 нанометра фабрике, работающей на 300–миллиметровых пластинах, потребовался миллиард долларов. Затраты на дальнейшую миниатюризацию настолько велики, что без кооперации нескольких фирм, заинтересованных в сохранении своей конкурентоспособности, уже не обойтись. Параллельно уменьшается и количество производителей, которые могут соответствовать постоянно растущим требованиям к производственно-технологическим нормам. Например, уровень 130 нанометров сейчас могут поддержать около 20 производителей (в том числе и в России), а на 22–нанометровую технологию смогли перейти всего несколько крупнейших корпораций.
Тем не менее, эксперты не видят особых проблем с дальнейшей миниатюризацией в следующем десятилетии и полагают, что удастся найти решения для того, чтобы отодвигать предел закона Мура на все более дальнюю перспективу.
В следующих разделах обсуждаются основные закономерности, которые необходимо соблюдать при уменьшении размеров активных
Компания СИТРОНИКС – крупнейшая высокотехнологичная инновационная компания в Восточной Европе, работающая в сфере телекоммуникационных решений, информационных технологий и микроэлектронной продукции.
Веб-сайт: http://www.sitronics.ru/

32 элементов ИС, и анализируются возникающие при этом трудности и пути их преодоления.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал